煤气锅炉热效率与煤气特性的实时监测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103528846103528846A(43)申请公布日2014.01.22(21)申请号201310516010.6(22)申请日2013.10.25(71)申请人中冶华天工程技术有限公司地址243005安徽省马鞍山市湖南西路699号(72)发明人江文豪姚群(74)专利代理机构北京中伟智信专利商标代理事务所11325代理人张岱(51)Int.Cl.G01M99/00(2011.01)G01N33/22(2006.01)权权利要求书4页利要求书4页说明书13页说明书13页附图2页附图2页(54)发明名称煤气锅炉热效率与煤气特性的实时监测方法(57)摘要本发明公开一种煤气锅炉热效率与煤气特性的实时监测方法，该方法通过锅炉实时运行数据对基本煤气特性进行修正，得到实时煤气特性，并将其用于煤气锅炉热效率计算，实现了锅炉热效率与煤气特性的实时在线监测。本发明克服了煤气特性波动给锅炉热效率计算带来的不利影响，比传统方法中采用定期化验煤气特性计算得到的锅炉热效率更加准确；现场不需要额外增加昂贵的在线分析仪，充分利用电厂现有的条件即可实现，具有良好的可实施性和可操作性；结果能够实时指导锅炉运行人员进行优化调整，有助于实现锅炉的经济运行，达到节能降耗的目的。CN103528846ACN10352846ACN103528846A权利要求书1/4页1.一种煤气锅炉热效率与煤气特性的实时监测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：（1）设置一个假定的煤气锅炉热效率ηb,jd(%)；（2）对机组实时采集运行数据，并利用实时数据得到锅炉有效利用热Q1(kJ/h)；3（3）根据煤气锅炉热效率ηb,jd和锅炉有效利用热Q1得到锅炉输入热量Qr(kJ/m)；3（4）根据得到的锅炉输入热量Qr得到煤气干燥基低位发热量Qd,net(kJ/m)；（5）将手工输入的定期化验煤气特性作为基本煤气特性，根据煤气干燥基低位发热量Qd,net对基本煤气特性数据进行修正；（6）根据修正后的煤气特性数据进行燃烧计算，包括烟气成分计算、干烟气量计算以及烟气中水蒸气含量计算；（7）根据上述得到的各种结果进行各项热损失计算；（8）根据各项热损失值计算得到锅炉热效率ηb(%)；（9）判断假定锅炉热效率ηb,jd和计算锅炉热效率ηb的大小：若(ηb,jd-ηb)的绝对值大于给定的微小量ε，则将当前的锅炉热效率ηb赋值给锅炉热效率ηb,jd，然后重新执行步骤（1）～步骤（9），直到(ηb,jd-ηb)的绝对值小于或等于给定的微小量ε；若(ηb,jd-ηb)的绝对值小于给定的微小量ε，则输出锅炉热效率ηb作为当前锅炉热效率，输出煤气低位发热量Qd,net、各煤气成分修正值作为当前煤气特性数据。2.根据权利要求1所述的煤气锅炉热效率与煤气特性的实时监测方法，其特征在于，根据煤气锅炉热效率ηb,jd和锅炉有效利用热Q1得到锅炉输入热量Qr：33其中，Qr为锅炉输入热量，kJ/m；Bg为实时采集的煤气量，m/h；k为热量换算系数；dg为煤气含湿量，kg/m3；根据锅炉输入热量Qr计算得到煤气干燥基低位发热量Qd,net：Qd,net=Qr+2257dg3其中，Qd,net为煤气干燥基低位发热量，kJ/m；对于可燃组分CO、H2以及各碳氢化合物CmHn，煤气特性修正方法如下：2CN103528846A权利要求书2/4页其中，为煤气中各可燃组分的容积成分修正值，%；为煤气中各可燃组分的容积成分基本值，%；k1为可燃组分修正系数；为煤气干燥基低位发热量基本值，kJ/m3；对于不可燃组分CO2、N2、O2，煤气特性修正方法如下：其中，为煤气中各不可燃组分的容积成分修正值，%；为煤气中各不可燃组分的容积成分基本值，%；根据修正的煤气特性数据进行燃烧计算，包括烟气成分计算、干烟气量计算以及烟气中水蒸气含量计算：1）烟气成分计算干烟气成分主要由O2、CO、CO2以及N2组成，其中O2含量和CO含量均采用锅炉尾部烟道处的实时监测值，而CO2和N2含量则通过计算得到：首先根据煤气成分计算得到燃料特性系数β：其中，为干烟气中O2的容积成分，%；为干烟气中CO的容积成分，%；然后根据排烟中O2氧量CO含量以及燃料特性系数β计算得到干烟气中CO2的容积成分其中，为干烟气中CO2的容积成分，%；获得了干烟气中O2、CO以及CO2的容积成分后，最后得到干烟气中N2的容积成分其中，为干烟气中N2的容积成分，%；3CN103528846A权利要求书3/4页2）干烟气量计算：根据上述获得的煤气成分和获得的烟气成分计算得到实际干烟气量Vgy:33其中，Vgy为实际干烟气量，m/m；3）烟气中水蒸气含量计算：其中，为烟气中所含水蒸气容积，m